Perovskiitti kiinnostaa

Orgaanis-epäorgaaninen hybridimateriaali perovskiitti on viime aikoina saanut paljon huomiota elektroniikan tutkimuksen parissa.

Vaikka perovskiitistä valmistetut aurinkokennot ovat viime aikoina lähestyneet 20 prosentin hyötysuhderajaa, tutkijat uskovat, että ne voisivat toimia paremmin, jos heillä olisi selvempi kuva energian virtauksista nanometrien mittakaavassa.

Oak Ridge National Laboratoryssä kehitetty mittaus- ja analysointitekniikka voi tarjota uutta tietoa perovskiittisista aurinkokennorakenteista.

Uudella tutkimusmenetelmällä syntyy pikselikohtainen kartta, siitä missä kohtaa materiaalia sekä vapaat varaukset että eksitonit ovat. Lisäksi siitä voi määrittää, mitkä ovat niiden suhteelliset osuudet tietyssä kohdassa.

Menetelmää edelleen kehittämällä tutkijat uskovat sen auttavan kartoittamaan ja ymmärtämään perovskiitin heikkenemiseen liittyvät kysymykset.

Ryhmä tiedemiehiä Hokkaido Universitystä ja TDK-yhtiöstä ovat puolestaan kehittäneet menetelmän parantaa oksinitridi perovskiitin SrTaO2N eristyskykyä niin, että sitä voisi käyttää keraamisissa kondensaattoreissa.

Yksi yleisimmin käytetty keramiikkaa kondensaattoreissa on lyijy zirkonaatti titanaatti, mutta se on vaarallinen terveydelle ja ympäristölle, kun se hävitetään.

Turvallisemmat perovskiittioksinitridit ovat halpoja ja helposti valmistettavia materiaaleja, joilla on erottuva kiderakenne ja siten erityisen lupaavia.

Kondensaattorikeramiikan eristysominaisuuksia parannetaan sintrauksella, mutta epäonnistuessaan se voi johtaa myös sen muuttumiseksi eristeestä sähköjohteeksi.

Japanilaiset tutkijat sintrasivat perovskiittijauhetta 1450 °C-asteen lämpötilassa kolme tuntia ja hehkuttamalla sitä virtaavassa ammoniakissa 950 °C-asteessa 12 tuntia ja antamalla sen sitten jäähtyä hitaasti.

Tämän prosessin jälkeen havaittiin materiaalin pinnan mutta ei sisäosien osoittavan tärkeää dielektristä ferrosähköistä ominaisuutta, joten tutkijat pitävät sitä lupaavana uutena dielektrisenä materiaalina monikerroksisiin keraamisiin kondensaattoreihin.